变焦镜头及摄影设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体涉及一种变焦镜头及摄影设备。


背景技术：

2.一些摄影设备有时需要在黑暗环境下进行拍摄，而黑暗使得摄影设备的成像较为困难，导致拍摄效果较差。现有的摄影设备中的变焦镜头在黑暗环境下难以拍摄清晰的彩色图像，而这要求变焦镜头要有较大的光圈，否则难以捕捉清晰图像。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种变焦镜头及摄影设备，旨在解决现有的变焦镜头光圈较小，导致难以在黑暗环境下拍摄清晰的彩色图像的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种变焦镜头，具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述变焦镜头包括自所述物侧至所述像侧依次布设的多个透镜，多个所述透镜分别组成第一透镜组、第二透镜组及第三透镜组，其中，所述第一透镜组中的各所述透镜分别为自所述物侧至所述像侧依次布设的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第二透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次布设的第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜，所述第三透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次布设的第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜，多个所述透镜中的至少部分所述透镜为非球面镜片；
5.其中，所述第五透镜的光焦度为正、所述第六透镜的光焦度为正、所述第七透镜的光焦度为正、所述第八透镜的光焦度为负、所述第九透镜的光焦度为正、所述第十透镜的光焦度为负、所述第十一透镜的光焦度为正。
6.可选地，所述变焦镜头还包括镜筒，所述第一透镜组及所述第二透镜组分别沿所述光轴的延伸方向可活动地设置于所述镜筒，所述第三透镜组固定安装设置于所述镜筒。
7.可选地，所述变焦镜头还包括设置于所述第一透镜组及所述第二透镜组之间的可变光阑；
8.所述第一透镜组在其活动过程中与所述可变光阑的距离不小于1.177mm，且不大于19.787mm，以与所述可变光阑共同调节所述变焦镜头的f数小于1.2。
9.可选地，所述变焦镜头还包括设置于所述第一透镜组及所述第二透镜组之间的可变光阑；
10.所述第二透镜组在其活动过程中与所述可变光阑的距离大于等于0.615mm，且小于等于11.324mm。
11.可选地，多个所述透镜中的两个所述透镜组成互补透镜组，每一所述互补透镜组中的两个所述透镜的其中之一的材料包括冕牌玻璃，另一的材料包括火石玻璃。
12.可选地，所述第三透镜与所述第四透镜组成一所述互补透镜组；和/或，
13.所述第五透镜与所述第六透镜组成一所述互补透镜组；和/或，
14.所述第七透镜与所述第八透镜组成一所述互补透镜组；和/或，
15.所述第十透镜与所述第十一透镜组成一所述互补透镜组；和/或，
16.所述第十三透镜与所述第十四透镜组成一所述互补透镜组。
17.可选地，所述第二透镜、所述第五透镜、所述第十一透镜及所述第十四透镜为所述非球面镜片。
18.可选地，所述变焦镜头还包括光学胶水：
19.所述光学胶水粘合所述第三透镜与所述第四透镜；和/或，
20.所述光学胶水粘合所述第七透镜与所述第八透镜；和/或，
21.所述光学胶水粘合所述第九透镜与所述第十透镜。
22.可选地，所述第一透镜组的光焦度为负，所述第二透镜组的光焦度为正，所述第三透镜组的光焦度为负。
23.本实用新型还提出一种摄影设备，包括如上所述的变焦镜头，所述变焦镜头具有沿光轴的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述变焦镜头包括自所述物侧至所述像侧依次布设的多个透镜，多个所述透镜分别组成第一透镜组、第二透镜组及第三透镜组，其中，所述第一透镜组中的各所述透镜分别为自所述物侧至所述像侧依次布设的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第二透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次布设的第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜，所述第三透镜组包括自所述物侧至所述像侧依次布设的第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜，多个所述透镜中的至少部分所述透镜为非球面镜片；
24.其中，所述第五透镜的光焦度为正、所述第六透镜的光焦度为正、所述第七透镜的光焦度为正、所述第八透镜的光焦度为负、所述第九透镜的光焦度为正、所述第十透镜的光焦度为负、所述第十一透镜的光焦度为正。
25.本实用新型的技术方案中，通过在所述物侧及所述像侧之间依次设置多个所述透镜，从而增大所述变焦镜头的光圈。在本实用新型中，多个所述透镜自所述物侧至所述像侧依次为第一至第十四透镜，但多个所述透镜的具体数量并不一定是十四个，还可以根据实际使用需求进行调整。多个所述透镜自所述物侧至所述像侧依次分为所述第一透镜组、所述第二透镜组及所述第三透镜组，其中所述第二透镜组的透镜数量更多，在本方案中，所述第二透镜组为所述第五至第十一透镜。通过计算所述第二透镜组内各个透镜的光焦度，从而配合所述第一透镜组及所述第二透镜组进行拍摄。
26.要说明的是，本方案通过设置多个所述透镜，并将其分为多个镜组，从而增大所述变焦镜头的光圈大小。但是这可能会使得所述变焦镜头的像差较大，影响正常拍摄。因此多个所述透镜中的部分为非球面镜片，从而减少小像差，而所述非球面镜片的具体数量及具体分布位置可根据实际需要进行调整，在此不作具体限制。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本实用新型提供的变焦镜头的一实施例的结构示意图。
29.附图标号说明：
30.标号名称标号名称100变焦镜头1第一透镜组11第一透镜12第二透镜13第三透镜14第四透镜2第二透镜组21第五透镜22第六透镜23第七透镜24第八透镜25第九透镜26第十透镜27第十一透镜3第三透镜组31第十二透镜32第十三透镜33第十四透镜4可变光阑200光轴
31.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
35.一些摄影设备有时需要在黑暗环境下进行拍摄，而黑暗使得摄影设备的成像较为困难，导致拍摄效果较差。现有的摄影设备中的变焦镜头在黑暗环境下难以拍摄清晰的彩色图像，而这要求变焦镜头要有较大的光圈，否则难以捕捉清晰图像。
36.鉴于此，本实用新型提供一种变焦镜头，旨在解决现有的变焦镜头光圈较小，导致难以在黑暗环境下拍摄清晰的彩色图像的问题。图1为本实用新型提供的变焦镜头的一实施例。
37.请参阅图1，本实用新型提出的变焦镜头100具有沿光轴200的延伸方向呈相对设置的物侧和像侧，所述变焦镜头100包括自所述物侧至所述像侧依次布设的多个透镜，多个
所述透镜分别组成第一透镜组1、第二透镜组2及第三透镜组3，其中，所述第一透镜组1中的各所述透镜分别为自所述物侧至所述像侧依次布设的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13和第四透镜14，所述第二透镜组2包括自所述物侧至所述像侧依次布设的第五透镜21、第六透镜22、第七透镜23、第八透镜24、第九透镜25、第十透镜26和第十一透镜27，所述第三透镜组3包括自所述物侧至所述像侧依次布设的第十二透镜31、第十三透镜32和第十四透镜33，多个所述透镜中的至少部分所述透镜为非球面镜片；其中，所述第五透镜21的光焦度为正、所述第六透镜22的光焦度为正、所述第七透镜23的光焦度为正、所述第八透镜24的光焦度为负、所述第九透镜25的光焦度为正、所述第十透镜26的光焦度为负、所述第十一透镜27的光焦度为正。
38.本实用新型的技术方案中，通过在所述物侧及所述像侧之间依次设置多个所述透镜，从而增大所述变焦镜头100的光圈。在本实用新型中，多个所述透镜自所述物侧至所述像侧依次为第一至第十四透镜33，但多个所述透镜的具体数量并不一定是十四个，还可以根据实际使用需求进行调整。多个所述透镜自所述物侧至所述像侧依次分为所述第一透镜组1、所述第二透镜组2及所述第三透镜组3，其中所述第二透镜组2的透镜数量更多，在本方案中，所述第二透镜组2为所述第五至第十一透镜27。通过计算所述第二透镜组2内各个透镜的光焦度，从而配合所述第一透镜组1及所述第二透镜组2进行拍摄。
39.要说明的是，本方案通过设置多个所述透镜，并将其分为多个镜组，从而增大所述变焦镜头100的光圈大小。但是这可能会使得所述变焦镜头100的像差较大，影响正常拍摄。因此多个所述透镜中的部分为非球面镜片，从而减少小像差，而所述非球面镜片的具体数量及具体分布位置可根据实际需要进行调整，在此不作具体限制。
40.进一步地，所述变焦镜头100还包括镜筒，所述第一透镜组1及所述第二透镜组2分别沿所述光轴200的延伸方向可活动地设置于所述镜筒，所述第三透镜组3固定安装设置于所述镜筒。
41.在本实施例中，所述变焦镜头100为了增加变焦能力，需要将所述第一透镜组1、所述第二透镜组2及所述第三透镜组3的其中至少一个活动设置。但是所述第一透镜组1、所述第二透镜组2及所述第三透镜组3中的至少一个应固定设置，从而减小所述变焦镜头100的像差，保证所述变焦镜头100的稳定拍摄。在所述第一透镜组1、所述第二透镜组2及所述第三透镜组3中，所述第三透镜组3最为靠近所述像侧，而这使得所述第三透镜组3能够稳定减小所述变焦镜头100的像差，因此将所述第三透镜组3固定设置较为合适。而为了所述变焦镜头100的变焦能力，所述变焦镜头100中较为靠近所述物侧的所述第一透镜组1及所述第二透镜组2活动设置较为合适。当然，所述变焦镜头100中各镜组的设置方式可以根据使用需求进行调整，并不是只有本实施例一种实施方式，比如所述第一透镜组1活动设置，所述第二透镜组2及所述第三透镜组3固定设置。
42.进一步地，所述变焦镜头100还包括设置于所述第一透镜组1及所述第二透镜组2之间的可变光阑4；所述第一透镜组1在其活动过程中与所述可变光阑4的距离不小于1.177mm，且不大于19.787mm，以与所述可变光阑4共同调节所述变焦镜头100的f数小于1.2。
43.在本实施例中，f数是所述变焦镜头100的一个重要参数，而实际上，f数是由所述第一透镜组1到所述物侧的距离及所述可变光阑4的大小来决定的。在本实施例的技术方案
中，所述可变光阑4可以根据所述第一透镜组1的位置调节自身光圈的大小，从而调整f数的大小。一般来说，f数越小时，所述变焦镜头100的成像效果越好，因此在本实施例中，所述变焦镜头100通过所述可变光阑4及调整所述第一透镜组1来使得f数保持在1.2以下。
44.要说明的是，所述第一透镜组1的位置需要根据调焦需求进行活动，因此所述第一透镜组1的活动范围存在一定的限制。在本实施例中，所述第一透镜组1在其活动过程中与所述可变光阑4的距离不小于1.177mm，且不大于19.787mm，在此范围内，所述第一透镜组1的调焦效果较优，而所述可变光阑4对光圈的调节能力也能在此范围内将f数调节至1.2以下。
45.进一步地，所述变焦镜头100还包括设置于所述第一透镜组1及所述第二透镜组2之间的可变光阑4；所述第二透镜组2在其活动过程中与所述可变光阑4的距离大于等于0.615mm，且小于等于11.324mm。
46.在本实施例中，所述变焦镜头100在进行拍摄时，所述第二透镜组2需要根据调焦需求调整位置，但是所述变焦镜头100还包括设置于所述第一透镜组1及所述第二透镜组2之间的所述可变光阑4，这使得所述第二透镜组2是在所述可变光阑4及所述第三透镜组3之间活动的，存在一定的限制。因此在本实施例中，所述第二透镜组2在其活动过程中与所述可变光阑4的距离大于等于0.615mm，且小于等于11.324mm，从而保证所述变焦镜头100的正常变焦。
47.进一步地，多个所述透镜中的两个所述透镜组成互补透镜组，每一所述互补透镜组中的两个所述透镜的其中之一的材料包括冕牌玻璃，另一的材料包括火石玻璃。
48.在所述变焦镜头100具体运用时会遇到黑暗环境，此时所述变焦镜头100难以利用可见光进行拍摄。因此在本实施例中，通过设置所述互补透镜组，使得所述互补透镜组内的两个所述透镜的阿贝数和折射率互补，从而增加所述变焦镜头100对红外波段光的解像能力。具体地，所述互补透镜组中两个所述透镜其中之一的材料为冕牌玻璃，这使得透镜的折射率较大，阿贝数较大，另一的材料为火石玻璃，这使得透镜的折射率较大，而阿贝数较小，如此相互配合。
49.在本实用新型中，并不限制所述互补透镜组的具体组成，只要能够增加对红外波段光的解像能力就可以。而在本实用新型的一具体实施例中，所述第三透镜13与所述第四透镜14组成一所述互补透镜组。当然，所述互补透镜组也可以是由所述第五透镜21与所述第六透镜22、所述第七透镜23与所述第八透镜24、所述第十透镜26与所述第十一透镜27或者所述第十三透镜32与所述第十四透镜33组成，在此不具体限制。
50.当然，所述互补透镜组也可以设置多个，多个所述互补透镜组可以由所述第五透镜21与所述第六透镜22、所述第七透镜23与所述第八透镜24、所述第十透镜26与所述第十一透镜27或者由所述第十三透镜32与所述第十四透镜33分别组成。多个所述互补透镜组使得所述变焦镜头100对红外波段光的解像能力更强。
51.进一步地，所述第二透镜12、所述第五透镜21、所述第十一透镜27及所述第十四透镜33为所述非球面镜片。
52.在本实施例中，所述变焦镜头100通过设置多个所述透镜，从而增大光圈，但这会导致所述变焦镜头100的像差较大。而所述非球面镜片能够减少所述变焦镜头100的像差，因此多个所述透镜中包括多个所述非球面镜片，从而矫正像差。
53.具体地，所述第二透镜12、所述第五透镜21、所述第十一透镜27及所述第十四透镜33为所述非球面镜片。所述第五透镜21为所述第二透镜组2中最为靠近所述物侧的透镜，而所述第十一透镜27为所述第二透镜组2中最为靠近所述像侧的透镜，而这使得所述第五透镜21与所述第十一透镜27设置为所述非球面镜片时矫正像差的能力更好。所述第十四透镜33为最为接近所述像侧的透镜，因此所述第五透镜21与所述第十一透镜27设置为所述非球面镜片时矫正像差的能力更好。所述第二透镜12也是较为靠近所述物侧的透镜，因此矫正能力也较为优秀。因此在本实施例中，通过选取位置较为合适的透镜作为所述非球面镜片，这不止能够增强所述变焦镜头100矫正像差的能力，还能在一定程度上使得所述非球面镜片的数量不需要太多，如此减少了制作成本。
54.进一步地，所述变焦镜头100通过设置多个所述透镜，从而增大光圈，但这会导致所述变焦镜头100的像差较大，这也是现有的变焦镜头100无法克服的困难之一。所述变焦镜头100通过在多个所述透镜中设置多个所述非球面镜片，从而矫正像差，但是所述非球面镜片的使用成本较高，因此在使用时一般是尽量减少非球面镜片的使用。因此在本实用新型中，还通过其它方式矫正像差，从而减少所述非球面镜片的使用。具体地，所述变焦镜头100还包括光学胶水，所述光学胶水粘合所述第三透镜13与所述第四透镜14，如此减少所述第三透镜13及所述第四透镜14之间产生的像差；在本实用新型的另一实施例中，所述光学胶水还可以粘合所述第七透镜23与所述第八透镜24，如此减少所述第七透镜23及所述第八透镜24之间产生的像差；而在本实用新型的又一实施例中，所述光学胶水还可以粘合所述第九透镜25与所述第十透镜26，如此减少所述第九透镜25及所述第十透镜26之间产生的像差。
55.当然，所述光学胶水可以同时粘合所述第三透镜13与所述第四透镜14、所述第七透镜23与所述第八透镜24及所述第九透镜25与所述第十透镜26，如此使得所述变焦镜头100的矫正像差的能力更加优秀。
56.进一步地，所述第一透镜组1的光焦度为负，所述第二透镜组2的光焦度为正，所述第三透镜组3的光焦度为负。
57.多个所述透镜组成了三个镜组，而每一镜组的光焦度可以根据使用需求进行调整。在本实施例中，所述第一透镜组1的光焦度具体为负，所述第二透镜组2的光焦度具体为正，所述第三透镜组3的光焦度具体为负，如此保证所述变焦镜头100的正常工作。
58.在本实用新型中，所述变焦镜头100具备一具体实施例，本实施中，各个所述透镜的参数如下：
59.60.[0061][0062]
在这其中，每一所述非球面镜片的各个面的非球面系数如下：
[0063]
[0064][0065]
本实用新型还提出一种摄影设备，包括如上所述任意一实施例的变焦镜头100。所述摄影设备具体可以是监控摄像机、高速公路测速摄像机等，这些设备经常需要在黑暗环境下拍摄，因此非常适合使用本实用新型提出的所述变焦镜头100。
[0066]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。